CN105239120A

CN105239120A - 一种低应力辐条镀镍工艺

Info

Publication number: CN105239120A
Application number: CN201510685100.7A
Authority: CN
Inventors: 王国宝
Original assignee: JIANGSU HUAJIU SPOKE MANUFACTURING Co Ltd
Current assignee: JIANGSU HUAJIU SPOKE MANUFACTURING Co Ltd
Priority date: 2015-10-20
Filing date: 2015-10-20
Publication date: 2016-01-13

Abstract

本发明涉及一种低应力辐条镀镍工艺，主要包括预镀处理、镀二层镍以及镀后处理步骤，所述预镀处理为超声波清洗镀件步骤，所述镀二层镍包括置于低硫一次镀液中滚镀以及置于高硫二次镀液中滚镀，所述镀后处理为无铬钝化处理。本发明通过改良镀二层镍的镀液配方，能够有效减小镀层应力，避免应力腐蚀，提高镀后工件抗疲劳强度，增加镀件与镀层之间的结合力，且提高了二层镍镀层之间的电压差，有利于增强辐条表面的防护性、延长辐条的使用寿命，且采用无铬钝化处理，无污染、环境友好性佳。

Description

一种低应力辐条镀镍工艺

技术领域

本发明涉及辐条电镀领域，尤其涉及一种低应力辐条镀镍工艺。

背景技术

自行车辐条零件需要进行防护处理，并且根据其工作环境不同，对于防护层的性能要求也不同，对于高端骑行车辆要求采用低应力的辐条防护层，可以提高辐条的抗腐蚀性和抗疲劳程度。

镍是白色微黄的金属，具有铁磁性。通常，在其表面存在一层钝化膜，因而具有较高的化学稳定性。在常温下，对水和空气都是稳定的。镍电极电位比铁电极电位正，镍表面钝化后，电极电位更正，因而铁基体上的镍镀层是阴极性镀层。镍镀层现已广泛地用于钢、铜、铝、塑料等许多导体或非金属材料的装饰和防护等各个方面。镍镀层的性能与采用的镀镍工艺有密切关系，工艺不同，获得的镍镀层的性能也不同。作为功能性镀层，可以用作修复电镀，在被磨损的、被腐蚀的，或加工过度的零件上镀比实际需要更厚的镀层，然后经过机械加工，使其达到规定的尺寸。另外，选择适当的镀液，可以高速度镀得韧性好、内应力低的镍镀层。

发明内容

为了提供一种低应力、高性能的辐条镀镍工艺，本发明提供以下技术方案：

一种低应力辐条镀镍工艺，包括以下步骤:

S1、预镀处理：将镀件放入超声波清洗机中清洗至没有油污；

S2、镀二层镍：包括以下两个分步骤：

S21、滚镀半光亮镍：镀液包括硫酸镍240-260g/L、氯化镍35-40g/L、硼酸35-40g/L、光亮剂0.2-0.3g/L、湿润剂0.01-0.02g/L、大体积分子走位剂0.02-0.06g/L、小体积分子走位剂0.005-0.02g/L、填平剂0.05-0.2g/L、柔软剂0.5-1.5g/L、电位差调节剂0.01-0.1g/L、杂质容忍剂0.001-0.02g/L、高性能除铁粉0.1-0.2g/L；温度35-50℃，PH值4.0-4.5，阴极电流密度3-5A/d㎡，阴极采用脉冲电流；电镀时间为25-30min；

S22、滚镀高硫镍：镀液包括硫酸镍280-320g/L、氯化镍35-40g/L、硼酸35-45g/L、湿润剂0.05-0.1g/L、走位剂0.05-0.1g/L、填平剂0.05-0.2g/L、除杂剂0.001-0.01g/L；温度45-60℃，PH值3-3.5，阴极电流密度3.5-4.5A/d㎡，阴极采用脉冲电流；电镀时间为5-8min；

S3、无铬钝化处理:将上述步骤S22得到的工件浸入无铬钝化液中，钝化液包括氢氧化钠8-12g/L、碳酸钠10-15g/L、磷酸钠30-40g/L、硅酸钠5-7g/L、高锰酸钾0.8-1.5g/L、腐蚀抑制剂1-2.5g/L、聚丙烯酰胺0.001-0.01g/L，钝化温度为75-80℃，钝化时间为20min；

影响镀镍层应力的因素包括电流密度、镀液温度、镀液组分、电流波形以及镀层厚度，电流密度增大、镀层内应力增加；镀液的温度低，镀层内应力高，随着温度升高，内应力下降，温度最高不超过70℃；半光亮镍镀液组分中选用大体积分子走位剂有利于减小镀层内应力、提高沉积速率，同时加入小体积分子走位剂能够改善镀层性能，镀液组分影响PH值，PH值低，沉积速率快、镀层内应力低，镀液中加入电位差调节剂能够去除半光亮镀镍镀液中的活性硫，提高电位差；脉冲电流可以在较宽范围内调节镀层的内应力和硬度。

同时，电镀后期采用无铬钝化，氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠、硅酸钠的协同作用可以增强钝化效果，加入其它钝化液添加剂则可以提高钝化层耐腐蚀性，使得钝化层化学性能更稳定。

进一步的，所述半光亮镍镀层厚度不超过50μm，高硫镍镀层不超过25μm，其中半光亮镍镀层厚度为高硫镍镀层厚度的1.8-2.2倍，半光亮镍层厚度占总镀层厚度的2/3时，耐腐蚀性最好。

进一步的，所述镀二层镍阴极脉冲电流为占空比为2:1的方波，可以降低渗氢，改变表面张力，从而提高镀层表面性能。

进一步的，镀二层镍步骤中采用清洁的经过过滤的压缩空气搅拌镀液，有利于提高镀层的均匀性。

进一步的，将步骤S1中的镀件置于腐蚀溶液中腐蚀0.5-1min，在电镀前对待镀件进行轻微腐蚀，有利于提高镀层与镀件之间的络合性。

本发明的有益效果在于：通过改良镀二层镍的镀液配方，且没有添加消应力添加剂，避免了去应力剂给镀层性能带来的不利影响，能够有效减小镀层应力，避免应力腐蚀，提高镀后工件抗疲劳强度，增加镀件与镀层之间的结合力，且提高了二层镍镀层之间的电压差，有利于增强辐条表面的防护性、延长辐条的使用寿命，且采用无铬钝化处理，无污染、环境友好性佳。

具体实施方式

一种低应力辐条镀镍工艺，包括以下步骤:

S2、镀二层镍：包括以下两个分步骤：

S21、滚镀半光亮镍：镀液包括硫酸镍250g/L、氯化镍35g/L、硼酸35g/L、光亮剂0.2g/L、湿润剂0.015g/L、大体积分子走位剂0.05g/L、小体积分子走位剂0.01g/L、填平剂0.08g/L、柔软剂0.8g/L、电位差调节剂0.03g/L、杂质容忍剂0.003g/L、高性能除铁粉0.15g/L；温度45℃±2℃，PH值4.3，阴极电流密度4.5A/d㎡，阴极采用脉冲电流；电镀时间为25min；

S22、滚镀高硫镍：镀液包括硫酸镍300g/L、氯化镍35g/L、硼酸35g/L、湿润剂0.06g/L、走位剂0、1g/L、填平剂0.1g/L、除杂剂0.006g/L；温度50±2℃，PH值3，阴极电流密度3.5A/d㎡，阴极采用脉冲电流；电镀时间为8min；

S3、无铬钝化处理:将上述步骤S22得到的工件浸入无铬钝化液中，钝化液包括氢氧化钠10g/L、碳酸钠12g/L、磷酸钠35g/L、硅酸钠6g/L、高锰酸钾1.2g/L、腐蚀抑制剂1.5g/L、聚丙烯酰胺0.006g/L，钝化温度为75℃，钝化时间为20min；

所述半光亮镍镀层厚度为45μm，高硫镍镀层为23μm，半光亮镍层厚度占总镀层厚度的2/3时，耐腐蚀性最好。

所述镀二层镍阴极脉冲电流为占空比为2:1的方波，可以降低渗氢，改变表面张力，从而提高镀层表面性能。

镀二层镍步骤中采用清洁的经过过滤的压缩空气搅拌镀液，有利于提高镀层的均匀性。

将步骤S1中的镀件置于腐蚀溶液中腐蚀0.5-1min，在电镀前对待镀件进行轻微腐蚀，有利于提高镀层与镀件之间的络合性，再进行步骤S2。

使用本实施例提供的低应力镀镍工艺所获得的镀层，采用ASTMB117进行48h的连续盐雾腐蚀试验，镀镍辐条表面没有明显腐蚀迹象；在循环空气炉里加热到540±5℃，并保温3h以上，镀层无气泡和裂纹；采用ASM2424D规定的办法进行附着力测试，本实施例的镀层没有剥落；采用ASTMF519中规定的方法进行氢脆试验，在规定的静载荷上持续200小时，试棒没有破断或也没有产生裂纹。

以上述依据本发明理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims

1.一种低应力辐条镀镍工艺，其特征在于，包括以下步骤:

S2、镀二层镍：包括以下两个分步骤：

S3、无铬钝化处理:将上述步骤S22得到的工件浸入无铬钝化液中，钝化液包括氢氧化钠8-12g/L、碳酸钠10-15g/L、磷酸钠30-40g/L、硅酸钠5-7g/L、高锰酸钾0.8-1.5g/L、腐蚀抑制剂1-2.5g/L、聚丙烯酰胺0.001-0.01g/L，钝化温度为75-80℃，钝化时间为20min。

2.如权利要求1所述的一种低应力辐条镀镍工艺，其特征在于：所述半光亮镍镀层厚度不超过50μm，高硫镍镀层不超过25μm，其中半光亮镍镀层厚度为高硫镍镀层厚度的1.8-2.2倍。

3.如权利要求1所述的一种低应力辐条镀镍工艺，其特征在于：所述镀二层镍阴极脉冲电流为占空比为2:1的方波。

4.如权利要求1所述的一种低应力辐条镀镍工艺，其特征在于：镀二层镍步骤中采用清洁的经过过滤的压缩空气搅拌镀液。

5.如权利要求1所述的一种低应力辐条镀镍工艺，其特征在于：将步骤S1中的镀件置于腐蚀溶液中腐蚀0.5-1min。